电化学氢渗透检测

(CMA)     (ISO) (高新技术企业)

检测范围

电化学氢渗透检测技术主要应用于金属材料（如钢、铝合金、钛合金等）的氢脆敏感性评估，以及氢在材料中的扩散行为研究。其检测范围涵盖石油化工设备、汽车制造、航空航天、核能工业、海洋工程等领域中涉及氢环境或氢致失效风险的部件，例如高压储氢罐、输氢管道、焊接接头、涂层材料等。此外，该技术还可用于评估防渗镀层、缓蚀剂等对氢渗透的阻隔效果。

检测项目

1. 氢扩散系数测定：量化氢在材料中的扩散速率。
2. 氢渗透通量分析：测量单位时间内通过单位面积材料的氢原子数量。
3. 氢浓度分布表征：分析氢在材料内部的浓度梯度及分布状态。
4. 临界氢浓度阈值判定：确定材料发生氢脆或失效的临界氢浓度。
5. 环境因素影响评估：研究温度、应力、介质pH值等对氢渗透行为的作用。

检测仪器

1. 电化学氢渗透测试仪：核心设备，包含双电解池系统（充氢侧与检测侧）。
2. 恒电位仪/恒电流仪：控制充氢侧的极化条件（如恒定电流或电压）。
3. 参比电极（如Ag/AgCl、Hg/HgO）：用于监测和稳定电解池电位。
4. 氢敏感电极：检测侧采用Pd膜或其他氢敏感材料作为工作电极。
5. 数据采集系统：实时记录电流、电位随时间的变化曲线。
6. 辅助设备：真空装置、温度控制器、气相色谱仪（用于标定氢浓度）。

检测方法

1. 样品制备：

   • 将待测材料加工成薄片状试样（厚度通常为0.1~1mm），确保表面平整、无氧化层。
   • 对试样进行清洗（如丙酮超声清洗）和活化处理（酸洗或电化学抛光）。

2. 电解池搭建：

   • 将试样固定在双电解池中间，充氢侧注入酸性电解液（如0.1M NaOH + 硫脲），检测侧使用碱性电解液（如0.1M NaOH）。
   • 充氢侧施加恒定电流或电位，使氢原子在材料表面电离并渗入试样内部。

3. 氢渗透测试：

   • 检测侧通过恒电位仪维持工作电极在氢氧化电位，测量氢原子氧化产生的电流信号。
   • 记录电流-时间曲线，直至达到稳态渗透电流（表征氢通量稳定）。

4. 数据处理：

   • 根据菲克扩散定律，通过稳态电流值计算氢扩散系数（D）和渗透通量（J）。
   • 通过暂态电流曲线分析氢陷阱密度、表观扩散系数等参数。

5. 环境模拟：

   • 通过调节温度、施加外加载荷或改变电解液成分，模拟实际服役条件对氢渗透的影响。

6. 结果验证：

   • 采用气相色谱法或热脱附谱（TDS）对比验证氢浓度数据，确保检测结果可靠性。

注意：因业务调整，暂不接受个人委托测试望见谅。